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吉时利源表|五合一工具

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发表时间:2020-12-14 17:00作者:DanielQiu网址:http://www.smart-ele.com

       吉时利源表是一种五合一工具,它外观紧凑,同时融合了数字万用表 (DMM)、电源、电流源、电子负载和脉冲发生器的实用功能。吉时利源表满足高性能生产测试、工艺监测、产品开发和研究中电子制造商的专门需求,受到广大客户的青睐。那么我们如何选择一款符合要求的吉时利源表呢?


总体来说,选择吉时利(Keithle)源表有以下几个指标值得重视:

1.源的输出范围

这个输出范围包括电流输出范围和电压输出范围。例如:

KEITHLEY2450:其电流输出最大范围为1A,电压输出最大范围为200V。

KEITHLEY2460:其电流输出最大范围为7A,电压输出最大范围为105V。

在这里请注意:由于源表有总功率的限制,其输出不能同时达到电流输出和电压输出的最大值,而是在不同的区间,其输出范围有不同的限制,在描述源表的输出范围时,经常用到的一种图叫功率包络图,下图就是KEITHLEY 2450的功率包络图:


       我们从这张图可以看到,虽然2450的最大电压可以达到200V,最大电流可以达到1A,但当电压输出在不同的区间的时候,其电流最大值是分段的,例如:当电压输出绝对值超过200V后,最大电流只能是100mA以内。

因此我们在选购源表的时候,一定要考虑到需要测量的样品器件的电流电压的最大范围,然后参考仪器的参数手册,看是否符合测试要求。


2.测量的精度

       这里测量的精度包含了电流测量精度和电压测量精度。在实践当中,用户关心更多的是电流的测量精度,同样值得注意的是源表的测量精度也是分量程的,并不是全范围的精度都是一样,例如在1uA范围内的量程其精度比1mA,10mA要高很多。

       用户常常混淆的一个概念是量程和测量精度的关系,量程是一个档位的概念,相当于在这个档位测量的最大值、而测量精度是在该量程内测量的分辨率及准确度,我们举个例子:例如一个称重的仪器,100克是它的一个档位,也就是说在这个档位,它最大能称重100克的物体,但测量精度根据精密程度可能是精确到1微克,1毫克等等。具体的测量精度就可以参考每种型号的Datasheet(数据表)。


3.通道数

       一般情况下的源表只有一个通道,也就是只有一路测量及输出通道,虽然有的源表有前后两个面板都可以接线,但在使用的时候只能选择某一个面板输出。单通道的源表包括:2400系列、2450系列、2600A/B系列中的以奇数为结尾的型号(例如2601B、2611B、2635B)。双通道的源表可以理解为两个单通道的源表集成在了一起,这样一台双通道的源表就可以直接测试三端器件,以下就是一个双通道源表和FET器件的连接图:

双通道数字仪表.png


      SMUA和SMUB的LO接到器件的源极,然后一个SMU的HI接到栅极、另外一个SMU的HI接到漏极。



4.测量的速度(采样率)

       除了精度和测量范围之外,测量的速度是用户最关心的问题,我们经常遇到用户问:这款表一秒钟能采多少个点?指标上明明写着每秒能采XXX个点,怎么实际上一秒钟才几个点,相差几十倍?


采样率不是一个固定的数值、它受到很多因素的影响,其中有以下几个主要因素:

  • NPLC(积分周期):这个值越大,测量的精确性和稳定性越好,但测量的速度越慢。

  • 测量信号的大小及量程:固定量程比自动量程要快,在自动量程的情况下,如果测量电流信号很小(尤其是在光电器件的暗电流的时候),其采样速度会大幅下降。

  • 采用的通讯接口:RS232慢,GPIB、LAN、USB快(KEITHLEY2400只支持GPIB和RS232接口,2450系列和2600B系列支持GPIB,LAN和USB接口)。

  • 其它因素:如自动调零等。

       那么为什么仪器Datasheet标称的XXX点/秒和我实测的速度相差那么大呢?仪器标称的最大采样率一般是指的极限采样率(使用最快的接口、NPLC调到最小、精度最低、关掉一切显示、使用缓冲区等等),这种测试条件和实际做实验时的条件是不同的。


5.是否支持脉冲输出

       在有些器件IV测试中,为了避免器件发热影响测试,需要进行脉冲方式的测量,这个脉冲输出是指的仪器硬件原生支持脉冲功能,所谓用软件模拟的方式实现不属于原生脉冲功能。


6.测试夹具及通讯接口

额外的成本包括(但不限于)以下几个方面:

  • 测试夹具接口及配置:香蕉头、排线、三同轴接口。

  • 通讯线:KEITHLEY2400系列不带计算机通讯线,用户需另外购买GPIB线(约几千一根)或者RS232(便宜、但速度比GPIB慢)。

  • KETITHLEY2450系列自带USB和LAN通讯线。

  • KEITHLEY2600B系列自带LAN通讯线。


7.测量软件

       测量软件是用于控制源表进行各种功能测量(例如:IT,VT,IV等),源表能否发挥出最大的效应,测量软件十分重要,举例来说:假如源表是一个价格高昂的乐器,那么不同的测量软件就相当于不同水平的演奏家,只有好的演奏家才能发挥出乐器的特性。


 
 
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